JP2608317B2 - 冷房方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 《産業上の利用分野》 本発明は、冷房方法に関し、特に氷による大冷却能力
と、水の循環による低運転費とを巧みに適応させると共
に、夜間電力を利用した冷房が可能な冷房方法に関する
ものである。

《従来の技術》 住宅，ビル等の冷房及び除湿を行う冷房方式におい
て、従来は冷水又は氷により冷熱を蓄積し、この冷熱を
冷水として取出し、冷房機や熱交換器等の冷房負荷に冷
水を循環させる方式がある。

しかし、この方式では、例えば第４図に示すように、
氷蓄熱槽１からポンプ２を介して冷房負荷３に至る間
に、５〜６℃の冷水が７℃程度に昇温してしまう。

この冷水が、冷房負荷３で冷房利用に付され、12℃程
度まで昇温して氷蓄熱槽１に循環される。従って、冷房
負荷３での冷熱利用温度差は５℃程度であり、冷房能力
は低い。

この方式で、冷房負荷３の冷却能力を高めるために
は、冷房負荷３内は勿論、氷蓄熱糟１から冷房負荷3,冷
房負荷３から氷蓄熱糟１に至る配管を太径のものとし、
かつポンプ２の能力及び動力を大きくして、大容量の冷
水を循環させる必要がある。

そこで、最近、上記の方式に代えて、リキッドアイス
（氷粒と水とのシャーベット状混合体）により冷熱を蓄
積し、このリキッドアイスを直接冷房負荷に循環させる
肺式が注目されて来ている。

この方式では、リキッドアイス中の氷粒が潜熱を有す
るため、上述の冷水を循環させる方式に比し、冷却能力
が高く、冷房負荷内はもとより、氷蓄熱糟から冷房負
荷，冷房負荷から氷蓄熱糟に至る配管を細径のものとす
ることができるばかりでなく、これらの配管に設置する
ポンプも小能力，小動力のものとすることができる。

《発明が解決しようとする課題》 しかし、上記のリキッドアイスを直接冷房負荷に循環
させる方式においては、極く低温のリキッドアイスに
耐える高価な材質の配管が必要であること、リキッド
アイス中の氷粒が配管の内部や、配管の接続部等で詰ま
り、冷却能力を低下させたり、時には装置を停止させる
事故を起こすことがあること、冷房負荷の負荷変動に
即応できないこと等の問題がある。

このような問題を解決するために、本出願人は、先
に、第３図に示すような、氷蓄熱槽又は製氷機１と冷房
負荷３の間に解氷タンク４（解放型）,4′（密閉型）を
設け、温度検出器13と流量検出器12の検出信号で流量調
節弁10を作動させて、冷房負荷３出口温水の適量を解氷
タンク4,4′へ送り、該タンク4,4′内の氷粒を解氷さ
せ、水のみを冷房負荷３へ送るようにした冷房装置を提
案した（特願昭63−91829号）。

この先提案に係る冷房装置においては、上述した従来
の問題点は解決できるものの冷房負荷３出口温水の残部
が氷蓄熱槽又は製氷機１へ常時戻されることになり、氷
蓄熱槽又は製氷機１内の冷熱がこの温水により徐々に消
失され、場合によっては（氷蓄熱槽又は製氷機１内の温
度が所定値を超えた時に製氷機が作動開始するように設
定されているような場合）昼間でも製氷機が作動し、夜
間電力を利用して製氷し蓄氷を行うという氷蓄熱方式の
利点が損われる懸念がある。

本発明は、以上の諸点に鑑みてなされたもので、その
目的とするところは、氷による大冷却能力と、水の循環
による低運転費とを巧みに適応させると共に、夜間電力
を利用した効果的な冷房を可能にした冷房方法を提案す
ることにある。

《課題を解決するための手段》 上記目的を達成するために、本発明に係る冷房装置で
は、少なくとも１個の冷房負荷毎に氷水蓄熱槽を配置
し、該冷房負荷と氷水蓄熱槽とを副ポンプと副配管とに
より連結し、前記氷水蓄熱槽と蓄氷槽又は氷水混合装置
とを流出側経路の第１主配管と流入側経路の第２主配管
並びにポンプとにより連結した冷房装置を用い、昼間に
は、前記副ポンプのみを作動して前記氷水蓄熱槽から前
記冷房負荷に水のみを搬送してその冷熱を供給する一
方、夜間には、製氷機を作動するとともに、前記主ポン
プのみを作動することにより、前記蓄氷槽又は氷水混合
装置から前記冷房負荷での１日分の使用量に相当する量
の氷片含有水あるいはリキッドアイスを前記氷水蓄熱槽
に搬送するようにした。

《作 用》 本発明では、夜間に、蓄氷槽又は氷水混合装置から氷
水蓄熱槽へ主ポンプと第１主配管を介して、破片状の氷
（以下、氷片）を含む水あるいはリキッドアイスを搬送
する。

この氷片を含む水あるいはリキッドアイスは、昼間
に、この氷水蓄熱槽で解氷され、冷水のみが副ポンプと
副配管を介して冷房機や熱交換器等の冷房負荷へ送られ
る。そして冷房負荷で昇温された冷水は、副配管を介し
て上記の氷水蓄熱槽に戻され、上記の氷片あるいはリキ
ッドアイス中の微細氷粒を解氷するために使用される。

このようにして氷水蓄熱槽内の氷片や氷粒が消失した
なら、切替弁を切替えて、第２主配管を介して氷水蓄熱
槽内の水を蓄氷槽又は氷水混合装置へ戻し、氷片やリキ
ッドアイス製造用として、あるいは氷片混合水調整用と
して再使用する。

このように、冷房負荷へは冷水のみが供給されるた
め、冷房負荷内での氷粒の詰まり等は生じない。しかも
蓄氷槽又は氷水混合装置から氷水蓄熱槽までは、冷水内
に氷片等を含んでいるため略０℃を保つ。そして、氷水
蓄熱槽と冷房負荷との距離を短くすれば、冷熱利用温度
差を大きくでき、効率が良くなる。

また、氷水蓄熱槽の容量を冷房負荷での１日分の使用
量に相当する冷熱が蓄積できる程度とし、かつ上記切替
弁の切替時点を夜間等の冷房負荷運転停止時として、昼
間等の冷房負荷運転時には副ポンプのみを作動させ、夜
間等の冷房負荷運転停止時には主ポンプのみを作動させ
る。

この結果、電力コストの安価な夜間に、製氷，氷水混
合，氷水蓄熱槽への氷片混合水やリキッドアイスの搬送
等の消費電力の大きい各操作を集中させて行うことがで
きる。

《実 施 例》 以下、本発明の好適な実施例について添付図面を参照
にして説明する。なお、従来と同一或いは相当する部材
については同一符号を付している。

第１図は本発明の第１実施例を示している。同図に示
すように、蓄氷槽１の出口側に氷水混合装置24が連結さ
れており、この氷水混合装置24には、第1,第２主配管25
a,25bが接続されており、その第1,第２主配管25a,25bを
介して氷水混合装置24で製造される氷片混合水が循環さ
れるようになっている。そして、氷水混合装置24の流出
側に接続された第１主配管25aには主ポンプ221が配設さ
れており、氷片混合水を強制的に循環させるようになっ
ている。

また、上記第１主配管25aには、これに分岐して第１
枝配管26aが複数接続され、この第１枝配管26aの端部に
は氷水蓄熱槽21が接続されており、第１主配管25a中を
流れる氷片混合水をその氷水蓄熱槽21内に供給するよう
になっている。さらに、氷水蓄熱槽21と第２主配管25b
とは、第２枝配管26bを介して接続されている。この第
２枝配管26bにはこれに接続された切替弁27が接着され
ており、この切替弁27は、制御部28にて弁開度が調整さ
れるようになっている。

さらに、各氷水蓄熱槽21には、第1,第２副配管23a,23
bを介して冷房負荷３が接続されており、氷水蓄熱槽21
から冷房負荷３へ至る流路である第１副配管23aには、
副ポンプ220が接着されている。

さらにまた、上述した制御部28は、第１副配管23a内
の水温と、第２枝配管26b内の水温とをファクタとして
作動するようになっている。

なお、本実施例では、氷水蓄熱槽21内の第１副配管23
a及び第２枝配管26bへの各水吐出口部には、網，目皿等
の氷水分離手段29が装着されている。

以上のように、構成される本実施例の作用を以下に説
明する。

夜間等の冷房負荷３の運転停止時に主ポンプ221を作
動し、第１主配管25aにより氷水混合装置24から、氷水
蓄熱槽21へ所定量（概略１日分の使用量）の氷片含有水
を搬送し、貯留しておく。

そして、昼間等の冷房負荷３の運転必要時に副ポンプ
220を作動させ、氷水蓄熱槽21から冷房負荷３に第１副
配管23aを介して、冷水のみを送る。この冷水は冷房負
荷３にて熱交換されて昇温（例えば15℃程度に昇温）し
た後、第２副配管23bを介して氷水蓄熱槽21に戻され
る。

また、１日の冷房負荷３の運転が終了したなら副ポン
プ220を停止し、夜間等に切替バルブ27を切替え、主ポ
ンプ221を作動させて、氷水蓄熱槽21内の温水を抜出
し、第２枝配管26bと第２主配管25bを介して、一部は氷
水混合装置24へ、残りは製氷機（図示省略）へ搬送す
る。

そして、夜間電力を使用して、製氷を行い、蓄氷槽１
に一旦蓄氷後、氷片を氷水混合装置24に送り、上記の氷
水蓄熱槽21からの戻し水と混合し、氷片混合水を調整す
る。

この氷混合水は前述の通り、夜間等に氷水蓄熱槽21へ
所定量が搬送され、昼間の冷房負荷３の運転に備えられ
る。

なお、本実施例においては、冷房負荷３の運転中に、
第１副配管23a内の水温と、第２枝配管26b内の水温とを
検出し、氷水蓄熱槽21内の温度が最適に保持されるよ
う、これらの検出信号を制御部28へ送り切替弁27の切替
と弁開度を制御し、また主ポンプ221の運転開始と停止
をも制御して、氷水蓄熱槽21からの氷水混合装置24への
温水の抜出しと、氷水混合装置24から氷水蓄熱槽21への
氷片混合水の搬送を行うものである。

また、本実施例において、リキッドアイスを用いる場
合は、氷水混合装置24を省略し、蓄氷槽１と第1,第２主
配管25a,25bを連結させればよい。

第２図は、本発明に係る冷房方法の第２実施例を示
し、本実施例では３個の冷房負荷３毎に１個の氷水蓄熱
槽21を設けると共に、蓄氷槽又は解放型の氷水混合装置
100と第1,第２主配管25a,25bとを連結させている。

他の構成は第１図に示す実施例と同一であり、作用も
第１図の実施例と同様である。

《発明の効果》 以上のように本発明に係る冷房方法では、冷房負荷の
いわゆる２次側へ氷片含有水やリキッドアイスを送るた
め、２次側では氷の潜熱と、顕熱とが利用でき、冷熱利
用温度差が大きくなる。

これにともなって、２次側の配管を細径のものとし、
２次側のポンプを小動力のものとしても大きな冷却能力
を得ることができる。

また、冷房負荷へは冷水を循環するため、冷房負荷内
の配管は例えば２℃程度の冷水に耐えるものであればよ
く、高コストの管材でなくても充分である。しかも、氷
片等が配管内で詰まるおそれもない。

さらに、冷房負荷が大負荷となっても、２次側には冷
熱容量の大きな氷片含有水やリキッドアイスが送られて
きているため、この大負荷に即応でき、小負荷の時は少
量の冷水を冷房負荷におくれば良いため、ポンプ動力の
無駄がなくなり、負荷変動に効果的に対応できる。

しかも、主・副ポンプ，切替弁等の作用により、氷水
蓄熱槽からの温水の抜出し、この温水を使用した製氷作
業、氷片含有水の調整、この氷片含有水あるいはリキッ
ドアイスの氷水蓄熱槽への搬送・貯留等は、全て、安価
の夜間電力を使用して行うことができ、氷蓄熱方式の利
点を損うことなく、効果的な蓄氷が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明に係る冷房方法の実施例を示
す説明図、第３図は本出願人による先願に係る冷房方法
の一実施例を示す説明図、第４図は従来の冷水循環方式
の冷房方法を示す説明図である。 １……蓄氷槽、３……冷房負荷 24……氷水混合装置 23a,23b……第1,第２副配管 25a,25b……第1,第２主配管 26a,26b……第1,第２枝配管 27……切替弁、220……副ポンプ 221……主ポンプ 100……蓄氷槽又は開放型氷水混合装置

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】少なくとも１個の冷房負荷毎に氷水蓄熱槽
   を配置し、該冷房負荷と氷水蓄熱槽とを副ポンプと副配
   管とにより連結し、製氷機に連結された蓄氷槽又は氷水
   混合装置と前記氷水蓄熱槽とを流出側経路の第１主配管
   と流入側経路の第２主配管並びに主ポンプとにより連結
   した冷房装置を用い、 昼間には、前記副ポンプのみを作動して前記氷水蓄熱槽
   から前記冷房負荷に水のみを搬送してその冷熱を供給す
   る一方、夜間には、製氷機を作動するとともに、前記主
   ポンプのみを作動することにより、前記蓄氷槽又は氷水
   混合装置から前記冷房負荷での１日分の使用量に相当す
   る量の氷片含有水あるいはリキッドアイスを前記氷水蓄
   熱槽に搬送することを特徴とする冷房方法。